本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種再生鋁熔煉工藝及再生鋁處理工藝。
背景技術(shù)：
鋁合金是以鋁為基礎(chǔ)的合金總稱，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅或錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻或鋰等。鋁合金的加工性能好，尤其是亞共晶硅鋁合金，不僅加工性能好，而且比重輕，表面美觀且耐腐蝕，鑄造性能好，制品綜合力學性能好，可用于制作多種形態(tài)的部件，在許多領(lǐng)域中得到廣泛應用。鋁合金作為汽車零部件的主要材料，在國內(nèi)外被廣泛應用于制造車門、車窗以及車身結(jié)構(gòu)內(nèi)不可見部位等。
隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對鋁合金的性能要求越來越高。但是，現(xiàn)有的鋁合金在制備汽車車身材料時，沖壓成品率較低，導致生產(chǎn)成本高；同時，其制成的汽車車身材料還存在撞擊或追尾過程中變形性大影響乘車安全以及刮擦后刮痕明顯影響車身美觀等缺點。
上世紀末全世界每年消耗易拉罐1800億只，耗鋁高達250多萬噸，占世界鋁消費量的15％左右，鋁易拉罐是一種常用的消耗品，用過即廢，循環(huán)周期很短，回收價值高。但是在用廢棄易拉罐來制備汽車車身鋁合金時，成分不易控制，在熔煉時除雜、凈化工藝較為復雜。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種再生鋁熔煉工藝，其工藝簡單，熔煉過程中除雜、凈化效果好，適用于汽車車身鋁合金的制備。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種再生鋁處理工藝，其工藝操作簡單，環(huán)境友好，制得的成品質(zhì)量高。
本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：
一種再生鋁熔煉工藝，其包括將經(jīng)預處理后的鋁條及工業(yè)純鋁錠于680℃-760℃的條件下熔化，然后將熔融后的鋁液與工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、工業(yè)純鐵、純金屬和稀土金屬加入熔煉爐中，加入納米碳酸鹽，同時從熔煉爐的底部通入惰性氣體，升溫至1680℃-1800℃直至完全熔化，保持40-60min，然后經(jīng)泡沫陶瓷過濾板過濾。
其中，各成分占總投料量的重量比例分別為：鋁條16.67％-33.33％、工業(yè)純鋁61.25％-74.6％、工業(yè)純硅2.97％-4.94％、工業(yè)純銅0.97％-1.95％、工業(yè)純鐵0.43％-1.4％，純金屬0.17-0.4％、稀土金屬0.04％-0.09％。
按重量分數(shù)計，鋁條包括：鎂1.2％、錳0.78％、硅0.19％、銅0.14％、鐵0.43％、銦0.03％、余量為鋁。
稀土金屬包括占總投料量的重量比例為0.01％-0.02％的鋱、0.01％-0.02％的镥、0.01％-0.02％的鈰和0.01％-0.03％的銪。
純金屬包括純金屬錳、純金屬鈦、純金屬鎘、純金屬鍶和純金屬銦。
一種再生鋁處理工藝，其包括上述再生鋁熔煉工藝。
本發(fā)明實施例的再生鋁熔煉工藝及再生鋁處理工藝有益效果是：在熔融過程中加入納米碳酸鹽，納米碳酸鹽吸附劑作為附加物，在熔融過程中可產(chǎn)生的少量惰性氣體能有效地將熔體內(nèi)的微小非金屬夾雜物帶往液面。在熔融過程中加入稀土金屬，調(diào)節(jié)其含量及種類，不僅進一步提高了夾雜物的去除率，而且極易與氧氣、氫氣等發(fā)生反應，從而起到脫氫、脫氧、去氧化皮等作用，因而可以凈化鋁液，同時能有效減少熔體中氫對鋁合金孔隙率的不利影響，大大提高汽車車身壓合金的機械性能及抗腐蝕性能。將惰性氣體通入熔體內(nèi)用于進一步帶走原料內(nèi)部的氣體等雜質(zhì)。
進一步地，使用經(jīng)過預處理后的廢棄易拉罐作為原料，變廢為寶，同時配合調(diào)整加入其他原料，使制得的產(chǎn)品可作為汽車車身鋁合金的使用。其中硅含量及銅含量較高，使制得汽車車身鋁合金具有較好的機械強度、硬度和耐磨性能，能夠有效減小汽車撞擊和刮擦過程中產(chǎn)生的形變量；但是，當鋁合金中硅和銅含量過高時，由于強化相的晶粒較大且分布不均勻，致使鋁合金的拉伸性能顯著下降。通過控制加入的其他金屬等優(yōu)化試劑的含量，能夠?qū)υ撲X合金進行更有效的組織細化，增強鋁合金的機械強度等，其能夠同時提高鋁合金的使用壽命及鋁合金加工的成品率。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
下面對本發(fā)明實施例的再生鋁熔融工藝及再生鋁處理工藝進行具體說明。
本發(fā)明實施例提供的再生鋁處理工藝包括預處理、配料、熔煉、晶粒細化和澆注。其中晶粒細化和澆注并不是本發(fā)明的核心，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照現(xiàn)有技術(shù)即可實現(xiàn)，在此不再贅述。
首先，將回收的廢棄易拉罐破碎成1cm-5cm的條狀鋁條，這樣便于后續(xù)的操作。將破碎之后的易拉罐經(jīng)過風選設(shè)備進行第一次分離，例如使用風選機進行分離，優(yōu)選地，第一次分離在風速為4m/s-6m/s的環(huán)境下進行，目的是為了分離出輕質(zhì)雜質(zhì)比如灰塵、紙屑或塑料，避免后續(xù)熔煉造成合金熔體嚴重吸氣，造成氣孔、疏松等缺陷，分選出的紙屑或塑料可作為燃料使用。優(yōu)選地，在風選設(shè)備中加入收塵裝置，灰塵、紙屑或塑料進行收集，避免對環(huán)境造成二次污染。
將第一次分離后的鋁條經(jīng)過磁選設(shè)備進行第二次分離，分離出鐵渣，例如采用磁選機進行分離，優(yōu)選地，在磁場強度為0.1-0.3T的環(huán)境下進行，由于風速為4m/s-6m/s的時候能分選出輕質(zhì)雜質(zhì)，不能分選出比重較大的雜質(zhì)如鐵屑，而鐵是鋁及鋁合金中的有害物質(zhì)，對鋁合金的機械性能影響最大，不僅會降低其機械性能，同時還能減弱其抗蝕能力，因此采用磁選法去除。優(yōu)選地，將第二次分離后的鋁條放入濃度為15％-25％的乙酸溶液中進行浸泡1-3min，目的是為了去除鋁條上油污，提高廢鋁合金的品質(zhì)。
然后將第二次分離后的鋁條加熱至80℃-120℃并進行揉搓，因為易拉罐內(nèi)壁利用水基改性環(huán)氧易拉罐涂料形成一層膜，內(nèi)壁膜耐強酸、強堿以及大部分有機溶劑，通常采用環(huán)氧樹脂膜，加熱至80℃-120℃使環(huán)氧樹脂膜軟化，然后通過機械搓揉剝離下來，方法簡單，效率高，并且環(huán)境友好，不會對環(huán)境造成污染。
將揉搓后的鋁條趁熱加入苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的第一混合液中攪拌8～15min，此時鋁條的溫度大致為80℃～100℃。優(yōu)選地，苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的體積比為3-8:1-4:1-3，更優(yōu)選的，苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的體積比為3-6:1-3:2-3，例如，苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的體積比為4-5:2-3:2-3。利用苯乙醇和乙酸的腐蝕與滲透能力，破壞漆層、以及漆層與罐體的粘結(jié)力，結(jié)合松節(jié)油稀釋漆層的能力，進一步使漆層與罐體分離，使易拉罐表面漆層脫落，同時趁熱加入可以加速漆層的脫落。方法簡單，脫漆效率高，溶液可重復利用且無二次污染。
取出鋁條放入無水乙醇和乙酸乙酯的第二混合液中攪拌5-10min，優(yōu)選地，無水乙醇和乙酸乙酯的體積比為4-10:1-3，更優(yōu)選地，無水乙醇和乙酸乙酯的體積比為5-8:1-2。因為苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的沸點較高，附著在鋁條上很難去除，在后續(xù)的熔煉過程中會使鋁液產(chǎn)生氣泡，影響熔煉的效果進而影響鋁合金的品質(zhì)。因此將附著在鋁條上苯甲醇、乙酸和松節(jié)油溶于無水乙醇和乙酸乙酯，在用水對其進行清洗，因為無水乙醇和乙酸乙酯溶于水，用水進行清除既方便又環(huán)保。優(yōu)選地，將從第二混合液中取出的鋁條于去離子水中超聲震蕩至少半小時，超聲震蕩是為了使鋁片上的液體清除的更加徹底，同時還能進一步去除附著在鋁片上的漆層。
然后于110℃-125℃環(huán)境下烘干上述鋁片15-20min，優(yōu)選地，在110℃-115℃環(huán)境下烘干上述鋁片15-20min，目的是為了去除鋁片上的水份，因為在后期的熔煉過程中鋁液中氣體及氧化夾雜的主要來源于水，會較大的影響鋁合金的質(zhì)量。
由于本方法采用廢舊回收易拉罐作為原料，其中制得的鋁條中按重量百分比計包括鎂1.2％、錳0.78％、硅0.19％、銅0.14％、鐵0.43％、銦0.03％、余量為鋁，而為了最終制成適于汽車車身的鋁合金，需要對熔煉時的各元素進行合理配比。
據(jù)此進行配料，按成分占總投料量的重量比例進行配料，16.67％-33.33％的鋁條、61.25％-74.6％的工業(yè)純鋁、2.97％-4.94％的工業(yè)純硅、0.97％-1.95％的工業(yè)純銅、0.43％-1.4％的工業(yè)純鐵，0.17-0.4％的純金屬、0.04％-0.09％的稀土金屬。優(yōu)選地，稀土金屬占總投料量的重量比例為0.05％-0.08％。其中，稀土金屬包括占總投料量的重量比例為0.01％-0.02％的鋱、0.01％-0.02％的镥、0.01％-0.02％的鈰和0.01％-0.03％的銪。優(yōu)選地，純金屬包括占總投料量的重量比例為0.07％-0.14％的純金屬錳、0.03％-0.08％的純金屬鈦、0.03％-0.08％的純金屬鎘、0.03％-0.08％的純金屬鍶和0.01％-0.02％的純金屬銦。
其中，硅元素和銅元素的主要作用是增加用于制備汽車車身鋁合金的剛性，減小汽車撞擊產(chǎn)生的形變量，從而減小維修成本，提高行車的安全性。硅與鋁可形成Al-Si共晶液相，能夠有效地提高鋁合金鑄造流動性。硅含量越高，鋁合金的鑄造流動性越好；同時，硅晶粒的化學穩(wěn)定性好且具有較高的硬度(HV870-1050)，能夠提高合金的剛性。鋁合金中硅元素含量的增加使鋁合金具有比純鋁更高的耐磨性，能夠減小汽車在刮擦過程中造成的劃痕。
將銅加到該Al-Si合金中會形成α固溶體、CuAl2和Si相，α相分別與CuAl2和Si構(gòu)成兩相共晶體，同時這三個相又可共同構(gòu)成三相共晶體，能夠?qū)︿X合金進行固溶強化和彌散強化。當銅作為強化相固溶于鋁基體中或以顆粒狀化合物存在時，可顯著提高鋁合金的機械強度。
但是，當鋁合金中硅和銅含量過高時，由于強化相的晶粒較大且分布不均勻，致使該用于制備汽車車身的鋁合金的拉伸性能顯著下降，該鋁合金加工性能降低，加工成平率降低。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供的用于制備汽車車身的鋁合金在原料中加入微量的鋱、镥、鈰、銪四種稀土金屬。
一方面，經(jīng)發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)硅、銅與鋱和镥的共熔體的比例，將硅：銅：(鋱+镥)的比例調(diào)整至3-5：1-2：0.002-0.04的范圍時，能夠顯著降低α相的表面張力，減小α相的晶粒大小，同時使α相分布更均勻，使鋁合金在有較強的剛性的同時能夠具有優(yōu)良的抗拉伸性能。
另一方面，稀土元素的物理化學性質(zhì)活潑，添加微量的混合稀土元素可與鋁合金液中的氧、氫、氮、碳、磷、硫、鐵、鉛等雜質(zhì)元素反應生成高熔點的化合物并沉淀，對鋁合金液有凈化作用，可以降低鋁合金液的表面張力，消除金屬和非金屬雜質(zhì)元素的危害，提高鋁合金液的鑄造流動性、鋁合金的力學性能。且經(jīng)研究人發(fā)現(xiàn)，當镥、鈰以及銪的共熔體，其除雜效果優(yōu)良，鋁合金的綜合性能顯著提高。
此外，在本發(fā)明中，鐵的主要作用是減少鋁合金的粘模，鐵與硅和鋁形成Al-Si-Fe系晶析物，有助于鋁合金的分散強化，能夠改善鋁合金的機械強度和拉伸性能，從而提高鋁基的抗張強度、屈服極限等。
鎂的主要作用是細化晶粒，從而提高鋁合金的屈服強度；鎂與硅可形成Mg2Si強化相，其能夠增加鋁合金的剛性。鎂的加入能夠減少鋁合金液的粘模的傾向，使壓鑄件表面光滑，避免鋁合金脫模時出現(xiàn)損傷。
鈦和鋁反應形成TiAl3化合物，可細化α-Al晶粒。添加微量的鈦元素，可使α-Al晶粒從粗大的樹枝狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿【鶆虻牡容S晶，提高鋁合金液的鑄造流動性，改善鋁合金的組織均勻性，提高鋁合金的剛性和加工性能。
在鋁合金中引入少量鎘與鍶元素也可以起到細化晶粒的作用，能夠降低蠕變速率，并且改善鋁合金的抗疲勞性能。
接著將稱量好的鋁條及工業(yè)純鋁錠放入熔融爐于680℃-760℃的條件下熔化，目的是為了使鋁完全熔化。然后以20℃/min對熔煉爐升溫升至1680℃-1800℃，在升溫的過程中將鋁液加入熔煉爐，然后依次加入純金屬鈦、工業(yè)純鐵、純金屬錳、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、稀土金屬镥和稀土金屬鋱，因為純金屬鈦、工業(yè)純鐵等沸點較高，邊升溫便加入的目的是為了使純金屬鈦、工業(yè)純鐵等更好的熔融，升溫方式能夠使合金內(nèi)的各組分充分混勻，有利于提高合金的機械強度，由于稀有金屬的含量較低，為了制備性能更為均勻的合金，應盡量使稀有金屬分散均勻，因此將其余合金溶解完后再加入混合稀土合金，當稀有金屬瞬間接觸比自身熔點更高的熔體時，自身溫度急劇升高，其迅速熔融并迅速在熔體中分散，并且由于已熔化的元素的流動性，后添加的稀有技術(shù)元素能快速地、均勻地彌散于混合的熔體當中，減少氣泡的生成，過程中，伴隨惰性氣體的鼓泡作用，浮渣和殘渣等雜質(zhì)被帶完液面并除去，進一步減少后續(xù)加工過程中的材料缺陷。在純金屬錳后加入工業(yè)純硅和工業(yè)純銅，因為工業(yè)純硅、工業(yè)純銅有一定固溶強化效果，進一步提高合金的綜合性能。優(yōu)選地，每隔10min加入一種原料，目的是為了使每一種金屬能更好的與鋁液混合熔融以調(diào)高熔體的質(zhì)量。
升溫完成后加入純金屬鎘、純金屬鍶、純金屬銦、稀土金屬鈰和稀土金屬銪，直至完全熔化。因為純金屬鎘和純金屬鍶等的沸點較低，在較高的溫度下加入能使其快速的擴散到鋁液中，使其分散效果更好，這樣能夠改善合金的塑性、加工性和最終產(chǎn)品質(zhì)量。
優(yōu)選地，在將工業(yè)純鋁錠、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、工業(yè)純鐵、純金屬和稀土金屬加入熔煉爐之前，于110℃-115℃干燥1-2h，除去水分，避免在熔融過程中影響熔體質(zhì)量。
在熔融過程中加入納米碳酸鹽，優(yōu)選地，納米碳酸鹽選自納米碳酸鈣、納米碳酸鈉和納米碳酸鋅中至少一種。納米碳酸鹽作為吸附劑，在熔融過程中可產(chǎn)生的微小惰性氣體能有效地去除熔體內(nèi)的微小非金屬夾雜物。同時將惰性氣體從底部通入熔體內(nèi)，惰性氣體由于其自身密度小同時反應活性極低的特點，其在上浮過程中會將熔體中的部分雜質(zhì)、渣等裹挾并帶往液面。用以排出使熔體內(nèi)的氣體并使雜質(zhì)漂浮于鋁合金液面，其能夠有效減低鋁合金的雜質(zhì)含量，提高鋁合金的力學性能。然后經(jīng)泡沫陶瓷過濾板過濾，目的是為了防止鋁液中存在不熔性雜質(zhì)。
熔融后的熔體經(jīng)過后續(xù)晶粒細化等步驟之后即可制成鋁合金，并應用于制備汽車車身鋁合金。
實施例1
將廢棄易拉罐破碎成1cm長的條狀鋁條，然后經(jīng)過風選機，在風速為4m/s的條件下進行第一次分離，分離出輕質(zhì)雜質(zhì)。然后經(jīng)過磁選機，在磁場強度為0.1T的條件下進行第二次分離，分離出鐵屑。接著將鋁條放入濃度為15％乙酸溶液中進行浸泡3min，然后將鋁條加熱至80℃并進行機械揉搓。
將揉搓后的鋁條趁熱加入體積比為3：1：1的苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的第一混合液中攪拌15min，然后放入4：1的無水乙醇和乙酸乙酯的第二混合液中攪拌10min，于去離子水中超聲震蕩30min，然后于110℃環(huán)境下烘干20min。
然后進行配料，按成分占總投料量的重量比例進行配料，備取16.67％的鋁條、74.55％的工業(yè)純鋁、4.94％的工業(yè)純硅、1.95％的工業(yè)純銅、1.4％的工業(yè)純鐵、0.02％的純金屬銦、0.14％的純金屬錳、0.08％的純金屬鈦、0.08％的純金屬鎘、0.08％的純金屬鍶、0.02％的稀土金屬鋱、0.02％的稀土金屬镥、0.02％的稀土金屬鈰、0.03％的稀土金屬銪作為原料。同時將工業(yè)純鋁、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、工業(yè)純鐵、純金屬銦、純金屬錳、純金屬鈦、純金屬鎘、純金屬鍶、稀土金屬鋱、稀土金屬镥、稀土金屬鈰、稀土金屬銪在110℃下干燥1h。
先將鋁條及工業(yè)純鋁錠于720℃的條件下熔化，同時加入納米碳酸鈣，從熔煉爐的底部通入惰性氣體，然后以20℃/min對熔煉爐升溫至1680℃，在升溫的過程中每隔10min依次加入純金屬鈦、工業(yè)純鐵、純金屬錳、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、稀土金屬镥和稀土金屬鋱，在溫度為1680℃時，加入純金屬鎘、純金屬鍶、純金屬銦、稀土金屬鈰和稀土金屬銪，直至完全熔化，然后經(jīng)泡沫陶瓷過濾板過濾。
熔融后的熔體經(jīng)過后續(xù)晶粒細化、澆注步驟之后制成鋁合金。
實施例2
將廢棄易拉罐破碎成5cm長的條狀鋁條，然后經(jīng)過風選機，在風速為6m/s的條件下進行第一次分離，分離出輕質(zhì)雜質(zhì)。然后經(jīng)過磁選機，在磁場強度為0.3T的條件下進行第二次分離，分離出鐵屑。接著將鋁條放入濃度為25％乙酸溶液中進行浸泡1min，然后將鋁條加熱至120℃并進行機械揉搓。
將揉搓后的鋁條趁熱加入體積比為8：4：3的苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的第一混合液中攪拌8min，然后放入10：3的無水乙醇和乙酸乙酯的第二混合液中攪拌5min，于去離子水中超聲震蕩60min，然后于125℃環(huán)境下烘干20min。
然后進行配料，按成分占總投料量的重量比例進行配料，稱取33.33％的鋁條、62.09％的工業(yè)純鋁、2.97％的工業(yè)純硅、0.97％的工業(yè)純銅、0.43％的工業(yè)純鐵、0.01％的純金屬銦、0.07％的純金屬錳、0.03％的純金屬鈦、0.03％的純金屬鎘、0.03％的純金屬鍶、0.01％的稀土金屬鋱、0.01％的稀土金屬镥、0.01％的稀土金屬鈰、0.01％的稀土金屬銪。同時將工業(yè)純鋁、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、工業(yè)純鐵、純金屬銦、純金屬錳、純金屬鈦、純金屬鎘、純金屬鍶、稀土金屬鋱、稀土金屬镥、稀土金屬鈰、稀土金屬銪在115℃下干燥2h。
先將鋁條及工業(yè)純鋁錠于680℃的條件下熔化，同時加入納米碳酸鈉，從熔煉爐的底部通入惰性氣體，然后以20℃/min對熔煉爐升溫至1800℃，在升溫的過程中每隔10min依次加入純金屬鈦、工業(yè)純鐵、純金屬錳、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、稀土金屬镥和稀土金屬鋱，在溫度為1800℃時，加入純金屬鎘、純金屬鍶、純金屬銦、稀土金屬鈰和稀土金屬銪，直至完全熔化，然后經(jīng)泡沫陶瓷過濾板過濾。
熔融后的熔體經(jīng)過后續(xù)晶粒細化、澆注步驟之后制成鋁合金。
實施例3
將廢棄易拉罐破碎成4cm長的條狀鋁條，然后經(jīng)過風選機，在風速為5m/s的條件下進行第一次分離，分離出輕質(zhì)雜質(zhì)。然后經(jīng)過磁選機，在磁場強度為0.2T的條件下進行第二次分離，分離出鐵屑。接著將鋁條放入濃度為20％乙酸溶液中進行浸泡2min，然后將鋁條加熱至100℃并進行機械揉搓。
將揉搓后的鋁條趁熱加入體積比為6：3：2的苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的第一混合液中攪拌10min，然后放入5：2的無水乙醇和乙酸乙酯的第二混合液中攪拌8min，于去離子水中超聲震蕩120min，然后于115℃環(huán)境下烘干18min。
然后進行配料，按成分占總投料量的重量比例進行配料，稱取32.86％的鋁條、61.25％的工業(yè)純鋁、3.22％的工業(yè)純硅、1.4％的工業(yè)純銅、1％的工業(yè)純鐵、0.01％的純金屬銦、0.1％的純金屬錳、0.05％的純金屬鈦、0.03％的純金屬鎘、0.03％的純金屬鍶、0.02％的稀土金屬鋱、0.01％的稀土金屬镥、0.01％的稀土金屬鈰、0.01％的稀土金屬銪。同時將工業(yè)純鋁、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、工業(yè)純鐵、純金屬銦、純金屬錳、純金屬鈦、純金屬鎘、純金屬鍶、稀土金屬鋱、稀土金屬镥、稀土金屬鈰、稀土金屬銪在115℃下干燥2h。
先將鋁條及工業(yè)純鋁錠于760℃的條件下熔化，同時加入納米碳酸鋅，從熔煉爐的底部通入惰性氣體，然后以20℃/min對熔煉爐升溫至1700℃，在升溫的過程中每隔10min依次加入純金屬鈦、工業(yè)純鐵、純金屬錳、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、稀土金屬镥和稀土金屬鋱，在溫度為1700℃時，加入純金屬鎘、純金屬鍶、純金屬銦、稀土金屬鈰和稀土金屬銪，直至完全熔化，然后經(jīng)泡沫陶瓷過濾板過濾。
熔融后的熔體經(jīng)過后續(xù)晶粒細化、澆注步驟之后制成鋁合金。
實施例4
將廢棄易拉罐破碎成3cm長的條狀鋁條，然后經(jīng)過風選機，在風速為6m/s的條件下進行第一次分離，分離出輕質(zhì)雜質(zhì)。然后經(jīng)過磁選機，在磁場強度為0.3T的條件下進行第二次分離，分離出鐵屑。接著將鋁條放入濃度為18％乙酸溶液中進行浸泡2min，然后將鋁條加熱至90℃并進行機械揉搓。
將揉搓后的鋁條趁熱加入體積比為4：3：3的苯甲醇、乙酸和松節(jié)油的第一混合液中攪拌8min，然后放入6：1的無水乙醇和乙酸乙酯的第二混合液中攪拌7min，于去離子水中超聲震蕩30min，然后于110℃環(huán)境下烘干15min。。
然后進行配料，按成分占總投料量的重量比例進行配料，稱取17.82％的鋁條、74.6％的工業(yè)純鋁、4％的工業(yè)純硅、1.9％的工業(yè)純銅、1.2％的工業(yè)純鐵、0.02％的純金屬銦、0.14％的純金屬錳、0.08％的純金屬鈦、0.08％的純金屬鎘、0.08％的純金屬鍶、0.02％的稀土金屬鋱、0.02％的稀土金屬镥、0.02％的稀土金屬鈰、0.02％的稀土金屬銪。同時將工業(yè)純鋁、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、工業(yè)純鐵、純金屬銦、純金屬錳、純金屬鈦、純金屬鎘、純金屬鍶、稀土金屬鋱、稀土金屬镥、稀土金屬鈰、稀土金屬銪在110℃下干燥2h。
先將鋁條及工業(yè)純鋁錠于700℃的條件下熔化，同時加入納米碳酸鈣，從熔煉爐的底部通入惰性氣體，然后以20℃/min對熔煉爐升溫至1750℃，在升溫的過程中每隔10min依次加入純金屬鈦、工業(yè)純鐵、純金屬錳、工業(yè)純硅、工業(yè)純銅、稀土金屬镥和稀土金屬鋱，在溫度為1750℃時，加入純金屬鎘、純金屬鍶、純金屬銦、稀土金屬鈰和稀土金屬銪，直至完全熔化，然后經(jīng)泡沫陶瓷過濾板過濾。
熔融后的熔體經(jīng)過后續(xù)晶粒細化、澆注步驟之后制成鋁合金。
對實施例1-4的鋁合金進行剛性測試。采用維式硬度計將直徑為12.7mm且厚度為3mm的鋁合金圓片在壓入力為3kg且保壓時間為15s的條件下進行至少3次測試，取得到的數(shù)據(jù)的平均值為作為該鋁合金的硬度。根據(jù)ISO 6892-1中規(guī)定的測試方法，采用萬能力學試驗機對實施例1-4制得的鋁合金進行拉伸試驗，得到HB后屈服強度和HB前伸長率，用以反應鋁合金材料的加工性能。其中，HB后屈服強度為產(chǎn)生0.2％殘余變形的屈服極限，HB前伸長率為斷裂延伸率。
經(jīng)檢驗制得的鋁合金硬度都在150HV以上，HB后屈服強度在200MPa以上，HB前伸長率在30％以上。由此可知，制得的鋁合金機械強度高。
綜上所述，本發(fā)明在熔融過程中加入納米碳酸鹽，納米碳酸鹽吸附劑作為附加物，在熔融過程中可產(chǎn)生的微小惰性氣體能有效地去除熔體內(nèi)的微小非金屬夾雜物。在熔融過程中加入稀土金屬，調(diào)節(jié)了其含量及種類，不僅進一步提高了夾雜物的去除率，而且極易與氧氣、氫氣等發(fā)生反應，從而起到脫氫、脫氧、去氧化皮等作用，因而可以凈化鋁液，同時能有效減少熔體中氫對鋁合金孔隙率的不利影響，大大提高汽車車身鋁合金的機械性能及抗腐蝕性能。將惰性氣體通入熔體內(nèi)用于進一步帶走原料內(nèi)部的氣體等雜質(zhì)。經(jīng)過預處理后的廢棄易拉罐作為原料，變廢為寶，同時配合調(diào)整加入其他原料，使制得的產(chǎn)品可作為汽車車身鋁合金的使用。其中硅含量及銅含量較高，使制得汽車車身鋁合金具有較好的機械強度、硬度和耐磨性能，能夠有效減小汽車撞擊和刮擦過程中產(chǎn)生的形變量；通過控制加入的其他金屬等優(yōu)化試劑的含量，能夠?qū)υ撲X合金進行更有效的組織細化，增強鋁合金的機械強度等，其能夠同時提高鋁合金的使用壽命及鋁合金加工的成品率。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。